FPGA软件仿真实验讲义.doc

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1、FPGA软件仿真实验讲义陈跃宁辽宁大学物理学院实验一机器人触须蔽障实验【实验目的】1、了解教学机器人组成和结构，并运用触须传感技术实现机器人壁障功能；2、掌握C15单片机原理与应用开发技术；2、能够运用C语言编写教学机器人控制程序。【实验仪器】教学机器人一台；触须传感器套件一套（金属触须2根、平头M3×22盘头螺钉2个、13mm圆形立柱2个、M3尼龙垫圈2个、3-pin公-公接头2个、220Ω电阻2个和10kΩ电阻2个）【实验原理】机器人触须避障系统主要由触须传感器、单片机和伺服电机三部分组成，如图1所示。图1机器人触须避障系统组成图2C51单片机各管脚功

2、能触须传感器的触须实际为一个机械式的、接地常开的开关。当触须没有被触动时，连接触须的单片机的I/O管脚的电压是5V。当触须触动时，I/O管脚的电压是0V。单片机（如图2）的P1.4和P2.3输入接口根据触须管脚电压的变化，再由预先编辑好的程序，通过改变单片机P1.1和P1.0接口输出电压来控制伺服电机的转动而实现蔽障。其控制过程为：【实验步骤】1、按图3安装触须；图3安装机器人触须2、按图4连接触须传感器电路示意图，图5为安装后实物图；图4触须电路示意图图5教学板上触须接线图和安装好触须的机器人3、编写C语言控制程序并下载到机器人中的单片机上；4、接通机器

3、人上电源，观察机器人运动情况。【注意事项】1、安装触须时，要调整触须的位置，使他们横向交叉但又不接触；2、实验结束后要关闭机器人上的电源开关。附录一参考程序#include#includeintP1_4state(void)//获取P1_4的状态,右胡须{return(P1&0x10)?1:0;}intP2_3state(void)//获取P2_3的状态,左胡须{return(P2&0x08)?1:0;}voidForward(void){P1_1=1;delay_nus(1700);P1_1=0;P1_0=1;dela

4、y_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);}voidLeft_Turn(void){inti;for(i=1;i<=26;i++){P1_1=1;delay_nus(1300);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);}}voidRight_Turn(void){inti;for(i=1;i<=26;i++){P1_1=1;delay_nus(1700);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1700);P1_0=0;delay_nms(20);}}voidBa

5、ckward(void){inti;for(i=1;i<=65;i++){P1_1=1;delay_nus(1300);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1700);P1_0=0;delay_nms(20);}}intmain(void){uart_Init();printf("ProgramRunning!");while(1){if((P1_4state()==0)&&(P2_3state()==0)){Backward();//向后Left_Turn();//向左Left_Turn();//向左}elseif(P1_4state()

6、==0){Backward();//向后Left_Turn();//向左}elseif(P2_3state()==0){Backward();//向后Right_Turn();//向右}elseForward();//向前}}实验二机器人触须死区智能决策实验【实验目的】1、了解教学机器人组成和结构，并运用触须传感技术实现机器人触须死区智能决策功能；2、掌握C15单片机原理与应用开发技术；2、能够运用C语言编写教学机器人控制程序。【实验仪器】教学机器人一台；触须传感器套件一套（金属触须2根、平头M3×22盘头螺钉2个、13mm圆形立柱2个、M3尼龙垫圈2个、

7、3-pin公-公接头2个、220Ω电阻2个和10kΩ电阻2个）【实验原理】机器人触须避障系统主要由触须传感器、单片机和伺服电机三部分组成，如图1所示。图1机器人触须避障系统组成触须传感器的触须实际为一个机械式的、接地常开的开关。当触须没有被触动时，连接触须的单片机的I/O管脚的电压是5V。当触须触动时，I/O管脚的电压是0V。单片机（如图2）的P1.4和P2.3输入接口根据触须管脚电压的变化，再由预先编辑好的程序，通过改变单片机P1.1和P1.0接口输出电压来控制伺服电机的转动而实现机器人进入U形死区时如何从死区中走出的功能。其控制过程为：【实验步骤】1、

8、按实验一连接触须传感器电路；3、编写C语言控制程序并下载到机器人中